項(xiàng)目教學(xué)法在電鍍控制教學(xué)PLC課程中的運(yùn)用

目前，PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。但這門課程的實(shí)踐性強(qiáng)，知識(shí)覆蓋面廣，既要求學(xué)生有較強(qiáng)的邏輯思維能力、扎實(shí)的強(qiáng)電和弱電的知識(shí)基礎(chǔ)，又對(duì)學(xué)校的硬件設(shè)備和師資力量提出了較高的要求。這無疑加大了這門課程的授課難度。本文通過廣泛的社會(huì)調(diào)研，了解企業(yè)的人才需求，結(jié)合對(duì)畢業(yè)生的走訪與同類院校的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，細(xì)化了課程的教學(xué)要求，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)順序上進(jìn)行了較大的調(diào)整；采用電化教學(xué)手段，增加實(shí)驗(yàn)設(shè)備的種類和數(shù)量，并注意聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用。通過這些措施，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性有了極大的提高。本文最終總結(jié)提出了在PLC課程中運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)的方法，讓學(xué)生在完成具體工作任務(wù)的同時(shí)，把理論和實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來，充分發(fā)掘他們的創(chuàng)造潛能，提高他們解決問題的能力。

項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)質(zhì)就是一個(gè)具體的工作任務(wù)，這與企業(yè)的工作任務(wù)是非常相似的，學(xué)生為完成具體項(xiàng)目進(jìn)行的實(shí)踐活動(dòng)，其實(shí)質(zhì)就是在高度仿真的職業(yè)環(huán)境下為完成某個(gè)具體工作任務(wù)所進(jìn)行的職業(yè)活動(dòng)。在這期間，學(xué)生不僅提高了知識(shí)和技能，還培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作的精神，養(yǎng)成了良好的職業(yè)習(xí)慣，從而全面提高了職業(yè)核心能力，與企業(yè)的就業(yè)要求更加接近。此外貼近企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，也是觸發(fā)學(xué)生興趣、提高教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。因?yàn)閷W(xué)生每次完成項(xiàng)目任務(wù)，都得到了一個(gè)具體的、具有一定實(shí)用價(jià)值的產(chǎn)品，就會(huì)覺得自己的努力有了成果，從而提高了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

在教學(xué)實(shí)施的過程中，體現(xiàn)思維過程和行動(dòng)過程的完整性，以班組式組織相結(jié)合的教學(xué)組織模式，通過學(xué)生自己完整實(shí)施，按照工作過程的“五步法”——“計(jì)劃→決策→實(shí)施→檢查→評(píng)估”來進(jìn)行教學(xué)組織，真正實(shí)現(xiàn)做中學(xué)、學(xué)中做。

一、制訂計(jì)劃、選擇方案

利用多媒體現(xiàn)代化教育技術(shù)手段，通過Flash動(dòng)畫課件，使學(xué)生了解電鍍控制形式與過程，進(jìn)一步分析和掌握電鍍控制要求，制訂出電鍍控制方案的最優(yōu)計(jì)劃。把電鍍動(dòng)畫圖簡化，轉(zhuǎn)化成圖樣，使學(xué)生對(duì)電鍍控制由感性認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)化為理性認(rèn)識(shí)。電鍍結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1中，電鍍控制方式是用機(jī)械手將工件搬運(yùn)到電鍍槽進(jìn)行電鍍及運(yùn)到回收液槽、清水槽的。機(jī)械手的上升、下降和左移、右移是由雙線圈兩位電磁閥推動(dòng)汽缸來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)某一線圈通電，機(jī)構(gòu)便單方向移動(dòng)，直到線圈斷電才停止在當(dāng)前位置。夾緊和放松是由單線圈兩位電磁閥驅(qū)動(dòng)汽缸來實(shí)現(xiàn)的，線圈通電則夾緊，失電則為放松。設(shè)備上裝有上、下限位和左右限位開關(guān)，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行行程控制。

機(jī)械手的動(dòng)作要求如下：對(duì)機(jī)械手的控制主要是位置識(shí)別、運(yùn)動(dòng)方向控制和物料是否存在的判別。它的任務(wù)是將傳送帶工件搬運(yùn)到電鍍槽、回收液槽、清水槽再回原位。機(jī)械手的左工位、右1工位、右2工位、右3工位、夾緊、松開、上升、下降都通過雙線圈四位電磁閥汽缸完成，機(jī)械手的放開用單螺線管的電磁閥完成。設(shè)備上裝有上、下、左、右1、右2、右3、夾緊、松開8個(gè)傳感器，控制對(duì)應(yīng)工步。傳送帶上設(shè)有一個(gè)光電開關(guān)，監(jiān)視工件是否到位。

二、制作

準(zhǔn)備電鍍所需要的設(shè)備部件，進(jìn)行機(jī)械設(shè)備安裝檢查。控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如圖2、圖3所示。

1.確定輸入／輸出設(shè)備及I／O點(diǎn)數(shù)

（1）設(shè)備的輸入信號(hào)。操作方式轉(zhuǎn)換開關(guān)：手動(dòng)、單周期、連續(xù)；手動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)選擇開關(guān)：上／下、左／右1、右2、右3、夾／松；位置檢測元件：機(jī)械手上、下、左、右1、右2、右3的限位開關(guān)；無工件檢測元件：右工作臺(tái)無工件用光電開關(guān)檢測。

（2）設(shè)備的輸出信號(hào)。汽缸運(yùn)動(dòng)電磁閥：上升、下降、右1移、右2移、右3移、左移、夾緊；指示燈：機(jī)械手處于原點(diǎn)指示。據(jù)上述分析可知，PLC共需18點(diǎn)輸入、6點(diǎn)輸出。

2.選擇PLC

該機(jī)械手的控制為純開關(guān)量控制，所需I/O點(diǎn)數(shù)不多，因此選擇一般的小型低檔機(jī)即可。

3.完成接線和程序調(diào)試，寫出總結(jié)報(bào)告

實(shí)訓(xùn)過程主要包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：電鍍是通過機(jī)械手搬運(yùn)物體，根據(jù)控制要求，對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試；準(zhǔn)備器件，確定硬件電路圖；設(shè)計(jì)I/O口，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；寫出指令表；用編程軟件輸入指令；調(diào)試運(yùn)行。

三、自我檢查、交流

每組學(xué)生自己檢查實(shí)施方案，檢查機(jī)械安裝和PLC軟件控制系統(tǒng)是否存在問題。同時(shí)與其他組討論交流，吸取其他組設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)，并通過教師的指導(dǎo)，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案最優(yōu)化。

四、評(píng)估

建立突出能力本位、強(qiáng)調(diào)工作過程、以產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控為核心、融入職業(yè)綜合素質(zhì)考察的評(píng)價(jià)體系。改革過去注重理論知識(shí)考核和單一期末試卷筆試的做法，突出能力本位，強(qiáng)調(diào)對(duì)工作過程的考核，由校內(nèi)專職教師承擔(dān)，專、兼職教師共同對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。依據(jù)課程能力目標(biāo)，將課程考核設(shè)計(jì)為集專業(yè)能力考核、知識(shí)目標(biāo)考核、方法能力評(píng)價(jià)、社會(huì)能力評(píng)價(jià)于一體的考核體系，并制定出能力考核配分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。在能力考核標(biāo)準(zhǔn)中，含有制定工作計(jì)劃、工具使用、展示交流、整理技術(shù)文件、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等評(píng)分項(xiàng)目，以培養(yǎng)學(xué)生的方法能力和社會(huì)能力。課程考核方法為按照崗位職業(yè)能力的形成過程，設(shè)計(jì)課程評(píng)價(jià)體系，分為教師考核與學(xué)生考核兩部分，學(xué)生自評(píng)占30%，教師評(píng)價(jià)占70%。

通過“基于工作過程導(dǎo)向”的PLC課程設(shè)計(jì)與開發(fā)，對(duì)現(xiàn)代高等職業(yè)教育理論和教學(xué)觀念運(yùn)用做了有益的嘗試，對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行了改革。實(shí)施工學(xué)結(jié)合的教學(xué)方式，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生的職業(yè)技能和綜合素質(zhì)均得到較大幅度的提高。

（作者單位：杭州第一技師學(xué)院）